CN106323923B - 双区温控屏蔽式石英炉原子化器 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种双区温控屏蔽式石英炉原子化器，适用于原子荧光光谱仪，双区温控屏蔽式石英炉原子化器包括：第一进气口、第二进气口、第一隔离层、第一保温层、第一加热器、第二隔离层、第二保温层、第二加热器、上盖及石英炉管；石英炉管外侧依次安装第二加热器、第二保温层、第二隔离层、第一加热器、第一保温层和第一隔离层；石英炉管与第一进气口相连通；第一加热器和第二隔离层具有间隙，且间隙与第二进气口相连通；上盖与第一隔离层、第一保温层和第一加热器气密性连接，与第二隔离层、第二保温层、第二加热器和石英炉管具有间隙。本发明能够对样品气进行精确加热和控温，完全消除样品气和屏蔽气之间的温度差异，提高原子化过程的稳定性。

Description

双区温控屏蔽式石英炉原子化器
技术领域
本发明涉及原子化系统领域，尤其是涉及一种用于原子荧光光谱仪的原子化系统领域。
背景技术
原子化系统是原子荧光检测过程中关键要素之一，承担着将待测元素的气态物质原子化的重要作用。原子化系统工作状态的稳定与否直接决定了原子荧光检测结果的可靠性。原子化器工作状态的稳定对于原子荧光分析结果的准确性起着至关重要的作用，
专利号为ZL87104958A的专利记载了一种氩屏蔽石英炉原子化器，炉管由两层同心石英管组成，外管上均匀缠绕加热丝，外管输入氩气屏蔽火焰，内管通入带有载气的氢化物气体。通过屏蔽气使空气胡氩氢火焰隔离，有效地降低了空气对微弱原子荧光信号的猝灭效应，提高了分析的灵敏度。
该原子化器在工作时，经由石英炉管通过上述原子化器的加热区时，仅外层的屏蔽气得到有效加热，其待测氢化物气体的加热只能通过石英管壁的由外而内的热传导来实现，因此外层的屏蔽气和内部的氢化物气体存在很大的温度差异。冷热气体在原子化器上方混合时会导致原子化区域的扰动，影响测量结果的准确性和重复性。此外，由于该原子化器没有闭环控温系统，因此气体温度无法保持恒定，气体在一定程度上也会影响到原子化区域最佳观测高度的变化，进而影响测量结果的准确性和重复性。
目前还未见有关于解决上述问题的屏蔽式原子化器的专利及文献。
有鉴于此，为解决上述技术中的不足，本发明人基于相关领域的研发，并经过不断测试及改良，进而有本发明的产生。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于：提供一种用于原子荧光光谱仪的双区温控屏蔽式石英炉原子化器，能够对样品气进行精确加热和控温，完全消除样品气和屏蔽气之间的温度差异，提高原子化过程的稳定性。
为达上述目的，本发明提供一种双区温控屏蔽式石英炉原子化器，适用于原子荧光光谱仪，所述的双区温控屏蔽式石英炉原子化器包括：第一进气口、第二进气口、第一隔离层、第一保温层、第一加热器、第二隔离层、第二保温层、第二加热器、上盖及石英炉管；所述的石英炉管外侧依次安装第二加热器、第二保温层、第二隔离层、第一加热器、第一保温层和第一隔离层；所述的石英炉管与第一进气口的其中一端相连通；第一加热器和第二隔离层具有间隙，且该间隙与第二进气口的其中一端相连通；所述上盖与第一隔离层、第一保温层和第一加热器气密性连接，上盖与第二隔离层、第二保温层、第二加热器和石英炉管具有间隙。
所述的双区温控屏蔽式石英炉原子化器，其中，所述第一进气口的另一端与原子荧光光谱仪的气液分离器相连通，所述第二进气口的另一端和原子荧光光谱仪的屏蔽气控制系统相连通。
所述的双区温控屏蔽式石英炉原子化器，其中，所述第一加热器和第二加热器均与原子荧光光谱仪的电气控制系统相连通。
所述的双区温控屏蔽式石英炉原子化器，其中，所述第一加热器和第二加热器均为热流道加热器。
所述的双区温控屏蔽式石英炉原子化器，其中，所述第一加热器和第二加热器内部安装有K型或J型热电偶。
所述的双区温控屏蔽式石英炉原子化器，其中，所述上盖与石英炉管之间的间隙为0.1～5mm。
所述的双区温控屏蔽式石英炉原子化器，其中，所述第一加热器和第二隔离层之间的间隙为2～10mm。
所述的双区温控屏蔽式石英炉原子化器，其中，所述第一保温层和第二保温层均采用陶瓷纤维制成。
所述的双区温控屏蔽式石英炉原子化器，其中，所述第一隔离层采用陶瓷制成。
所述的双区温控屏蔽式石英炉原子化器，其中，所述第二隔离层采用铝合金制成。
本发明的有益效果在于：实现了对样品气和屏蔽气的同时控温，解决了传统屏蔽式原子化器仅能加热屏蔽气，而无法对样品气进行精确加热和控温的问题，完全消除了样品气和屏蔽气之间的温度差异，进一步提高了原子化过程的稳定性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
附图标记说明：1-第一进气口；2-第二进气口；3-第一隔离层；4-第一保温层；5-第一加热器；6-第二隔离层；7-第二保温层；8-第二加热器；9-上盖；10-石英炉管。
具体实施方式
为了使本发明的形状、构造以及特点能够更好地被理解，以下将列举较佳实施例并结合附图进行详细说明。
如图1所示，其为本发明的结构示意图。本发明提供一种双区温控屏蔽式石英炉原子化器，包括第一进气口1、第二进气口2、第一隔离层3、第一保温层4、第一加热器5、第二隔离层6、第二保温层7、第二加热器8、上盖9及石英炉管10。所述第一进气口1的其中一端与原子荧光光谱仪的气液分离器相连通，第一进气口1的另一端与石英炉管10相连通，所述第二进气口2的其中一端和原子荧光光谱仪的屏蔽气控制系统相连通。所述第一加热器5、第二加热器8和原子荧光光谱仪的电气控制系统相连通。所述屏蔽式石英炉原子化器，以石英炉管10为中心，自内向外依次安装第二加热器8、第二保温层7、第二隔离层6、第一加热器5、第一保温层4和第一隔离层3，其中第一加热器5和第二隔离层6具有间隙，且该间隙与第二进气口2的另一端相连通。所述上盖9安装于原子化器的上方，与石英炉管10的上边缘等高。所述上盖9与第一隔离层3、第一保温层4和第一加热器5气密性连接，与第二隔离层6、第二保温层7、第二加热器8和石英炉管10保留一定的间隙，确保屏蔽气顺利通过。
所述第一加热器和第二加热器8均为内部安装有K型或J型热电偶的热流道加热器，加热温度为室温～800℃。
所述上盖9与石英炉管10之间的间隙为0.1～5mm。
所述第一加热器5和第二隔离层6之间的间隙为2～10mm。
所述第一保温层4和第二保温层7所使用的材料均为陶瓷纤维。
所述第一隔离层3所使用的材料为陶瓷。所述第二隔离层6所使用的材料为铝合金。
上述用于便携式原子荧光光谱仪的封闭式原子化系统，其工作过程举例说明如下。
(1)经过气液分离后的待测元素的气态物质、氢气和氩气自原子化器的第一进气口1进入石英炉管10；同时屏蔽气自原子化器的第二进气口2进入第一加热器5的内壁与第二隔离层6之间的间隙。
(2)气态物质、氢气和氩气自下而上流经石英炉管10的过程中被精确控温的第二加热器8加热至既定温度。屏蔽气自下而上流经第一加热器5的内壁与第二隔离层6之间的间隙时被精确控温的第一加热器5所加热至与第一加热器5相同的温度。以砷元素的检测为例，流入石英炉管中的混合气体为砷化氢、氢气和氩气，被第二加热器8加热至200℃；作为屏蔽气的氩气同时被第一加热器5加热至200℃。
(3)被加热至既定温度的氢气在石英炉管10上方被点燃，形成氩氢火焰；被加热至既定温度的氩气自上盖9与石英炉管10之间的间隙流出，起到隔绝氩氢火焰与周围空气的作用。氩氢火焰被点燃的同时，待测元素的气态物质在点燃的氩氢火焰气态中分解为基态原子。以砷化氢为例，则生成基态的砷原子。
(4)基态原子在激发光源的照射下，生成原子荧光，屏蔽气隔绝了基态原子与空气接触的几率，有效减轻了荧光猝灭效应。
(5)生成的原子荧光被光电检测系统所接收，经过放大和后续信号处理后，根据原子荧光的信号强弱就可以定量计算出待测元素的浓度。
综上所述，本发明实现了对样品气和屏蔽气的同时精确控温，解决了传统屏蔽式原子化器仅能加热屏蔽气，而无法对样品气进行精确加热和控温的问题，完全消除了样品气和屏蔽气之间的温度差异，进一步提高了原子化过程的稳定性。
以上对本发明的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种双区温控屏蔽式石英炉原子化器，适用于原子荧光光谱仪，其特征在于，所述的双区温控屏蔽式石英炉原子化器包括：第一进气口、第二进气口、第一隔离层、第一保温层、第一加热器、第二隔离层、第二保温层、第二加热器、上盖及石英炉管；所述的石英炉管外侧依次安装第二加热器、第二保温层、第二隔离层、第一加热器、第一保温层和第一隔离层；所述的石英炉管与第一进气口的其中一端相连通；第一加热器和第二隔离层具有间隙，且该间隙与第二进气口的其中一端相连通；所述上盖与第一隔离层、第一保温层和第一加热器气密性连接，上盖与第二隔离层、第二保温层、第二加热器和石英炉管具有间隙。
2.根据权利要求1所述的双区温控屏蔽式石英炉原子化器，其特征在于，所述第一进气口的另一端与原子荧光光谱仪的气液分离器相连通，所述第二进气口的另一端和原子荧光光谱仪的屏蔽气控制系统相连通。
3.根据权利要求1所述的双区温控屏蔽式石英炉原子化器，其特征在于，所述第一加热器和第二加热器均与原子荧光光谱仪的电气控制系统相连通。
4.根据权利要求1所述的双区温控屏蔽式石英炉原子化器，其特征在于，所述第一加热器和第二加热器均为热流道加热器。
5.根据权利要求4所述的双区温控屏蔽式石英炉原子化器，其特征在于，所述第一加热器和第二加热器内部安装有K型或J型热电偶。
6.根据权利要求1所述的双区温控屏蔽式石英炉原子化器，其特征在于，所述上盖与石英炉管之间的间隙为0.1～5mm。
7.根据权利要求1所述的双区温控屏蔽式石英炉原子化器，其特征在于，所述第一加热器和第二隔离层之间的间隙为2～10mm。
8.根据权利要求1所述的双区温控屏蔽式石英炉原子化器，其特征在于，所述第一保温层和第二保温层均采用陶瓷纤维制成。
9.根据权利要求1所述的双区温控屏蔽式石英炉原子化器，其特征在于，所述第一隔离层采用陶瓷制成。
10.根据权利要求1所述的双区温控屏蔽式石英炉原子化器，其特征在于，所述第二隔离层采用铝合金制成。
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